相遇信息估算概率的机会网络路由协议
第2章路由协议
可靠性
ReInForM路由
基本过程： 数据源节点根据传输的可靠性要求，计算需要传
输路径数目的要求；然后，在邻居节点中选择 若干节点作为下一跳节点，并给每个节点按照 一定比例分配路径，最后数据源节点将分配的 路径作为数据报头中的一个字段发给邻居节点 。
地理位置路由
边界定位地理路由 基本思想：通过网络中自身位置信息确定
一个全局坐标系，然后确定其他节点在这个坐 标系的位置，最后根据节点在坐标系中的位置 进行数据路由。
地理位置路—边界定位地理路由
1 边界节点均为信标节点 2 使用两个信标节点 3 使用一个信标节点
可靠路由协议
主要考虑因素 1 利用节点的冗余性提供多条路径以保证通信
能量感知路由
2）能量多路径路由 思想：在源节点和目的节点之间建立多条路径，
根据路径上节点的通信能量消耗以及节点的剩 余能量情况，给每条路径赋予一定的选择概率 ，使得数据传输均衡消耗整个网络的能量，延 长整个网络的生存期。
过程：路径建立、数据传播和路由维护。
能量感知路由
目的节点向邻居节点广播路径建立消息，启动 路径建立过程----代价域。
2 查询消息在事件区域内传播 1 洪泛机制 2 迭代转发机制
地理位置路由
GEM(graph embedding) 适用于数据中心 存储方式的路由，主要
思想是建立一个虚拟极坐标系统，用来表示实 际的网络拓扑。网络中的节点形成一个以汇聚 节点为根的环树，每个节点用到树根的跳数距 离和角度范围表示，节点间的数据路由通过这 个环树实现。
当节点收到邻居节点发送的路径建立消息时， 相对发送该消息的邻居节点，只有当自己距源 节点更近，而且距目的节点更远的情况下，才 需要转发该消息，否则将丢弃该消息
路由器原理及常用的路由协议、路由算法
路由器原理及常用的路由协议、路由算法一、引言随着互联网的迅猛发展和智能设备的广泛应用，路由器作为网络通信的核心设备之一，发挥着重要的作用。
本文将介绍路由器的原理以及常用的路由协议和路由算法，帮助读者更好地理解路由器的工作原理和网络通信的基本概念。
二、路由器的原理路由器是一种通过转发数据包实现不同网络之间通信的设备。
它通过将数据包从源地址到目的地址进行转发，实现不同子网之间的通信。
路由器具有两个基本功能：转发和路由选择。
1. 转发路由器在接收到数据包后，根据目的IP地址进行路由选择，将数据包转发到相应的目的地址。
转发过程是根据路由表来完成的，路由表记录了不同目的地址对应的下一跳地址。
2. 路由选择路由器在接收到数据包后，需要根据一定的路由选择算法从多个可选的路由路径中选择一条最优路径进行数据包转发。
路由选择算法的目标是选择最短路径、最快速的路由路径，以及避免网络拥塞。
三、常用的路由协议路由协议是路由器之间进行路由选择的一种协议，常用的路由协议包括RIP、OSPF和BGP。
1. RIP（Routing Information Protocol）RIP是一种距离矢量路由协议，其路由选择是根据跳数进行计算的。
RIP协议使用固定的跳数上限（通常为15跳），当达到跳数上限时，该路由被认为是不可达的。
2. OSPF（Open Shortest Path First）OSPF是一种链路状态路由协议，其路由选择是根据链路的质量和开销进行计算的。
OSPF协议使用Dijkstra算法来计算最短路径，并支持分层的路由。
3. BGP（Border Gateway Protocol）BGP是一种路径向量路由协议，用于互联网中的自治系统之间的路由选择。
BGP主要用于在不同自治系统之间交换路由信息，并实现互联网的互连。
四、常用的路由算法路由算法是在路由选择过程中用来决定最优路径的算法，常用的路由算法包括静态路由和动态路由。
1. 静态路由静态路由是由网络管理员手动配置的路由，其路由路径是固定的，并不会根据网络拓扑的变化而改变。
第3章 IP网络中的路由协议PPT课件
“距离”的定义
从一路由器到直接连接的网络的距离定பைடு நூலகம்义为 1。
从一个路由器到非直接连接的网络的距 离定义为所经过的路由器数加 1。
RIP 协 议 中 的 “ 距 离 ” 也 称 为 “ 跳 数”(hop count)，因为每经过一个路由 器，跳数就加 1。
这里的“距离”实际上指的是“最短距 离”，
“距离”的定义
经过若干次更新后，所有的路由器最终都会 知道到达本自治系统中任何一个网络的最短 距离和下一跳路由器的地址。 RIP 协议的收敛(convergence)过程较快，即在 自治系统中所有的结点都得到正确的路由选 择信息的过程。
RIP原理 路由表的构建是基于两个路由器之间的rip路由 信息相互广播、蔓延、和学习
S1
S0
路由器A 路由表 1.0.0.0 S1 0 2.0.0.0 S0 0 3.0.0.0 S0 1
4.0.0.0 S0 2
路由器B 路由表 2.0.0.0 S0 0 3.0.0.0 S1 0 1.0.0.0 S0 1 4.0.0.0 S1 1
路由器C 路由表 3.0.0.0 S1 0 4.0.0.0 S0 0 2.0.0.0 S1 1 1.0.0.0 S1 2
3.0.0.0 S0
0
4.0.0.0 E0
0
1.0.0.0 S0
2
2.0.0.0 S0
1
RIP协议
距离矢量—源信息的获得
1.0.0.0 路由器A 2.0.0.0 S0
S1
S0
路由器B 3.0.0.0 路由器C 4.0.0.0 S1
S1
S0
路由器A 路由表 1.0.0.0 S1 0 2.0.0.0 S0 0
路由器B 路由表 2.0.0.0 S0 0 3.0.0.0 S1 0
（十二）网络层--路由选择协议
（⼗⼆）⽹络层--路由选择协议互联⽹的路由选择协议这篇⽂章开始我们⼀起来学习下⼏种常⽤的路由选择协议，也就是要讨论路由表是怎样得出的。
基本概念路由选择协议的核⼼就是路由算法，即需要何种算法来获得路由表中的各项⽬，⼀个理想的路由算法应具有如下的⼀些特点：算法必须是正确的和完整的即沿着路由表所指引的路由，分组⼀定能够最终到达⽬的⽹络和⽬的主机。
算法在计算上应简单路由选择的计算不应使⽹络通信量增加太多的额外开销。
算法应能适应通信量和⽹络拓扑的变化当⽹络中的通信量发⽣变化时，算法能⾃适应的改变路由。
当某个结点、链路发⽣故障，或者修理好再投⼊运⾏时，算法能及时改变路由。
算法应具有稳定性在⽹络通信量和⽹络拓扑相对稳定的情况下，路由算法应收敛于⼀个可以接受的解，⽽不应使得出的路由不停地变化。
算法应是公平的路由选择算法应对所有⽤户都是平等的，例如仅仅使某个⽤户的端到端时延为最⼩，但却不考虑其它⽤户，这明显是不公平的。
算法应是最佳的路由选择算法应当能够找出最好的路由，使得分组平均时延最⼩，⽽⽹络吞吐量最⼤。
从路由算法能否随⽹络的通信量或拓扑⾃适应的进⾏调整变化的⾓度来划分，有两⼤类：静态路由选择策略也叫作⾮⾃适应路由选择，其特点是简单、开销较⼩，但不能及时适应⽹络的变化。
⼩⽹络可以使⽤它，⼈⼯配置每⼀条路由。
动态路由选择策略也叫作⾃适应路由选择，其特点是能较好的适应⽹络的变化，但实现起来较为复杂，开销也⽐较⼤。
因此，它适⽤于较⼤的⽹络。
由于以下两个原因，互联⽹采⽤分层次的路由选择协议：（1）互联⽹的规模⾮常⼤。
如果让所有的路由器知道所有的⽹络应怎样到达，那么这种路由表将⾮常⼤，处理起来也太花时间，⽽所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使互联⽹的通信链路饱和。
（2）许多单位不愿意外界了解⾃⼰单位⽹络的布局细节和本部门所采⽤的路由选择协议，但同时还希望连接到互联⽹上。
因此，把整个互联⽹划分为许多较⼩的⾃治系统，⾃治系统是在单⼀技术管理下的⼀组路由器，这些路由器使⽤⼀种⾃治系统内部的路由选择协议和共同的度量。
常见的路由协议及其工作原理。
常见的路由协议及其工作原理。
在计算机网络中，路由协议是网络设备（如路由器）之间用来交换路由信息以确定数据包的最佳路径的协议。
常见的路由协议包括静态路由、RIP、OSPF、EIGRP和BGP等。
每种协议都有不同的工作原理和适用的场景。
1.静态路由静态路由是由网络管理员手动设置的路由表项。
它不需要内部路由协议，也不会定期更新路由表。
静态路由在小规模网络或需要特定路由路径的网络中非常有用。
它的工作原理简单明了：管理员手动配置路由器的路由表项，指定目标网络和下一跳地址。
当数据包到达路由器时，路由器会查找目标网络的路由表项，根据下一跳地址将数据包转发到正确的网段。
静态路由的优点是配置简单，不需要额外的路由协议，而且安全性较高。
然而，静态路由的缺点是不会自动适应网络拓扑的变化，因此在大型网络中管理和维护静态路由会很困难。
2. RIP（Routing Information Protocol）RIP是一种基于距离向量的内部网关协议，用于在小到中等规模的网络中动态地交换路由信息。
RIP使用Bellman-Ford算法来计算最短路径。
每个路由器周期性地广播其整个路由表，以向邻居路由器传播自己所知道的网络信息。
路由器通过比较接收到的路由表更新，更新自己的路由表。
RIP协议的工作原理是通过跳数（即经过的路由器）来度量最短路径，跳数越多，路径越长。
每个路由器维护一个路由表，其中包含各个网络的目标地址、下一跳地址和跳数。
当网络出现故障或拓扑变化时，路由器会更新路由表，并向相邻路由器广播更新消息。
RIP协议的优点是简单易用，适用于小型网络，而且收敛速度较快。
缺点是无法支持大型网络，因为其最大跳数限制为15，并且协议会在整个网络中产生大量的控制报文，影响网络性能。
3. OSPF（Open Shortest Path First）OSPF是一种链路状态协议，用于在大型企业网络和互联网中动态地交换路由信息。
OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
第五章 路由协议
第五章路由协议路由协议主要负责建立源节点与目的节点之间的一条消息传输路径，即实现路由功能。
路由协议包含了两个方面功能：寻找源节点-目的节点间的最优路径，并将数据分组沿该路径正确转发。
传统的Ad hoc网络、无线局域网等网络的首要目标是提高服务质量和公平高效地利用网络带宽资源。
这些网络路由协议的优化目标通常是网络延时最小化，而能量问题通常不作为一个最主要的优化目标。
而在陆地无线传感器网络中，由于节点能量有限，因此路由协议需要高效利用能量，同时，由于传感器网络规模一般较大，节点通常不具有全网拓扑信息，因此传感器网络的路由协议需要在已知局部网络信息的基础上选择合适的路径。
但是，当前陆地网络的路由协议由于受到种种方面的限制，均不能有效地直接应用于水下网络中，复杂的水下环境给网络层路由协议的设计带来了全新的挑战。
水下传感器节点通信半径和覆盖面积相对于整个网络的规模较小，同时由于水声链路的高度时空动态特性，事先在源节点和目的节点之间建立一条完整且固定的通信路径是不现实的，因此水下传感器网络一方面主要采用多跳传输的路由机制，另一方面路由表需要以一定的频率更新以适应网络的动态变化。
多跳传输方式需要借助中继节点转发信息，该方式要求多个节点共同协作完成消息从源节点到目的节点的传输，这就涉及中间节点选择的问题，如何选择中间节点从而有效降低传输延迟、提高数据传输率是路由协议主要解决的问题。
此外，水下後感器显络迪路由协议还要具备以下特性：①可扩展性，由于水下传感器网络中的节点受部署环境的影响造成部分节点或部分链路失效，因此能有效地检测和处理节点失效或移动造成的链路中断，适应不断变化的网络柘朴是水下一隹感器网络路由协议需要解决的一个主要问题；②节能性，在水下传感器网络中，节点大都是以电池供电的，电量十分有限，且电池的更换耗时耗力，同时水声信号发射功率相对较大，因此，提高能量效率是对水下传感器网络设计的另一主要目标；③容错性和鲁棒性，在水下感器网络中，节点的失效是很难避免的，造成节点失效的原因主要包括环境因素，此外，水声信道的通信质量也很难保证，这就要求路由协议具有较好的鲁棒性，能有效避免部分节点的失效或链路的中断给整个网络造成影响；④快速收敛特性，由于水下传感器网络的拓扑结构动态变化，节点能量和水声频谱带宽资源严重受限，因此要求路由算法可以做到快速收敛，以适应网络拓扑结构的动态变化，减小通信协议开销，提高信息传输效率。
学习计算机网络中的路由协议与算法
学习计算机网络中的路由协议与算法计算机网络是当今信息社会中不可或缺的一部分，它承载着我们日常生活和工作中的大量数据传输和通信。
而作为计算机网络的核心组成部分之一，路由协议与算法的学习和应用则尤为重要。
本文将探讨计算机网络中的路由协议与算法以及其在网络通信中的应用。
一、什么是路由协议与算法路由协议是计算机网络中用于动态选择数据包传输路径的规则和约定。
它使得数据能够通过复杂的网络结构快速、可靠地到达目的地。
常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
而路由算法则是为了实现路由协议而设计的一种算法，它通过对网络状态的信息收集和分析，选择最佳路径进行数据传输。
二、路由协议与算法的分类在计算机网络中，根据其工作方式和应用范围不同，路由协议与算法可以分为静态路由和动态路由。
1. 静态路由：静态路由是一种手动配置路由表的方式，管理员根据网络拓扑和需求手动指定数据包的传输路径。
静态路由的优点是简单易懂、稳定可靠，适用于网络规模小且拓扑结构稳定不变的情况。
然而，随着网络规模的扩大和拓扑的变动，静态路由的维护成本逐渐增加，因此在大型复杂网络中使用较少。
2. 动态路由：动态路由是一种根据网络状态自动更新路由表的方式。
它通过路由器之间的交互和信息传递，实现路由表的自动更新和优化，提高了网络的灵活性和容错性。
常见的动态路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
动态路由的优点是能够根据网络状况自动选择最佳路径，适应网络拓扑的变化。
三、常见的路由协议与算法1. RIP（Routing Information Protocol）：RIP是一种基于距离向量的内部网关协议。
它通过与相邻路由器交换路由信息，计算到达目标网络的距离，并存储在路由表中。
RIP通过跳数来衡量路由的距离，每经过一个路由器跳数加一。
然而，RIP存在路由环路和收敛时间较慢的问题，因此在大型网络中应用有限。
2. OSPF（Open Shortest Path First）：OSPF是一种基于链路状态的内部网关协议。
通信网络中的路由算法与协议
通信网络中的路由算法与协议通信网络中的路由算法与协议是保证数据在网络中传输的关键技术。
路由算法决定了数据包从源节点到目标节点的传输路径，而协议则规定了数据包在网络中的传输方式和规则。
本文将探讨通信网络中常用的路由算法与协议，以及它们的特点和应用。
一、介绍通信网络中的路由算法与协议是确保数据能够从源节点到目标节点传输的基础。
路由算法决定了数据包应该选择哪条路径进行传输，而协议则规定了数据包在网络中的传输方式和规则，例如数据包的封装和解封装、差错检测和恢复等。
二、路由算法1. 静态路由算法静态路由算法是指在网络建立完成后，路由路径固定不变的算法。
它的优点是简单、稳定，适用于网络结构稳定、流量预测准确的场景。
然而，静态路由算法无法应对网络拓扑变化和流量波动，效率较低。
2. 动态路由算法动态路由算法是根据网络实时状态和流量情况，动态地选择最优的路由路径进行数据传输的算法。
常见的动态路由算法包括距离矢量路由算法、链路状态路由算法和路径向量路由算法等。
它们的特点是能够适应网络拓扑变化和流量波动，具有较高的传输效率和容错性。
3. 自适应路由算法自适应路由算法是一种能够根据网络变化及时调整路由路径的算法。
它能够根据实时信息和网络反馈进行决策，提高路由的稳定性和灵活性。
自适应路由算法可以根据网络流量、带宽利用率等指标进行路由路径的选择，以提高整体网络的性能。
三、路由协议1. 距离矢量路由协议距离矢量路由协议是一种简单且易于实现的路由协议。
它通过每个节点向相邻节点发送自己到达目标节点的距离矢量信息，然后根据收到的信息更新自身的距离矢量表。
常见的距离矢量路由协议有RIP （Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。
2. 链路状态路由协议链路状态路由协议是一种基于节点之间链路状态信息的路由协议。
它通过每个节点向全网广播自身的链路状态信息，然后根据收到的信息计算最短路径，并构建整个网络的拓扑图。
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相遇信息估算概率的机会网络路由协议
引言
机会网络是一种不需要在源节点和目标节点之间存在完整路径,利用节点移动带来的相遇机会实现通信的，具有时延和分裂可容忍的自组织网络。
它是移动自组织网络的一种演化，其概念源于早期的延迟容忍网络(delay tolerant net⁃work，简称 DTN)，是延迟容忍网络的一个分支。
机会网络中，节点之间不存在完整的路径，节点的通信机会是间断的，网络中通过存储-携带-转发模式传输信息实现节点间的通信，因此机会网络能在网络链路断开和分裂的情况下完成通信任务。
这些特性，使得机会网络能满足恶劣条件下的通信需要，能应用于缺乏通信基础设施、网络环境恶劣的场景。
比如，野生动物监控，偏远地区网络连接等。
1 相关研究
在机会网络中，由于节点移动不可预测、能量和存储受限等因素导致网络拓扑出现割裂，使源和目标节点位于不同的连通域，导致传统网路由协议无法有效运行，因此设计高效的路由转发协议成为机会网络中关键和研究的热点之一。
近几年来，国内外研究人员提出了较多的路由协议，其中较经典的如传染转发(epidemic forward⁃ing)、Spray and wait、PROPHET。
文献[6]根据转发策略的不同将目前的机会网络路由协议主要分为 4 类:基于冗余机制、基于效用机制、冗余效用混合机制和基于主动运动机制。
1.1 Epidemic Forwarding
传染转发通过洪泛的方式将消息转发给所有相遇的节点，以期望能有更多的节点参与消息的转发，最终以较高的成功传达率到达目的节点。
其主要思想是2个相遇的节点交换对方没有的信息,节点将消息副本传递给它所遇到的节点。
该协议中由于洪泛而使网络中存在大量的消息副本数，会大量消耗网络的资源，且扩展性差。
1.2 Spray and wait
Spray and wait 协议(以下简称SW)是一种基于受限洪泛的路由协议。
该协议分为喷射(Spray)阶段和等待(Wait)阶段。
在Spray阶段，源节点使用交换机制将部分报文扩散到邻居节点;Wait 阶段，若Spray 阶段没有发现目的节点，那么包含报文的节点通过直接传输(direct deliv⁃ery)方式把报文传送到目的节点。
该协议提供了 2 种转发策略，Binary 模式和非 Binary 模式。
在Binary模式下k=L/2(L 为消息的副本数)，即将一半的副本数交由中继节点转发。
当携带数据包的节点中的转发副本数降为 1 时，节点转到Wait阶段，在此阶段下，节点采用和直接传输协议相同的策略等待与目标节点的相遇机会。
2 相遇信息估算概率的路由协议
在PROPHET和SW协议的基础上，本文提出一种基于相遇信息的路由协议 BPAS(based onprophet and spray and wait)，以节点间的相遇频率、网络连接时间和断连时间作为依据，计算节点的转发概率，将消息由概率值低的节点向概率值高的节点转发，并采用类似于SW
中Binary模式(以下简称BSW)的消息复制方式作为转发策略，实现消息的多路径传输。
2.1 转发概率的计算
BPAS协议根据节点的转发概率表示相遇节点间消息转发的可达性，概率值越大，表明消息在节点间传输成功的可能性越大，概率值大的节点其接收消息的成功概率越大，将消息送达目的节点的机会相比要多于概率值低的节点。
2.1.1转发概率的计算
每个节点A记录与节点B在设定时间T内相遇的次数Count(a,b)、每次连接时间长度UT(a,b)和每次断开连接的时间长度DT(a,b)，计算它们的相遇频率，平均网络连接时间和平均断连时间，利用以上计算所得的三个值，通过公式(1)计算出节点到其他节点的转发概率值。
3 仿真和结果分析
3.1 仿真环境设置
为了评估BPAS协议的性能，本文使用机会网络模拟平台 the ONE[10]为仿真平台，并将BPAS与 Epidemic 、Prophet 和 SW 进行性能上的比较。
选取的性能指标为：传输成功率(deliveryprobability)，通信开销率(overhead ratio)以及消息转发次数(relayed)。
消息传输成功率为成功交付的消息数目与原始消息数目的比值;通信开销率的计算方法定义为：(消息复制总数-成功交付的消息数目)(/成功交付的消息数目);消息转发次数为网络中所有消息总共转发次数。
3.2 仿真性能对比。